第十二章 简单机械-人教版八年级《物理》下册复习课件

单元复习第十二章

简单机械人教版（2024）八年级下册

单元学习目标1.能从常见工具和简单机械中识别出杠杆，准确找出杠杆的五要素。知道杠杆的平衡条件，并进行相关计算。能对杠杆进行分类，选择合适的杠杆解决生活中的实际问题。2.辨析生活中的实例，了解杠杆是一种模型，初步认识模型建构在物理学中的作用。3.经历探究杠杆平衡条件的过程，通过分析数据、得出结论的探究过程，提升实验操作、数据处理和归纳总结能力。4.知道杠杆平衡条件及其杠杆的一些应用。能利用平衡条件进行简单计算。单元学习目标5.了解杆秤的结构，知道杆秤的测量原理，会用杆秤称量物体的质量。6.能识别定滑轮和动滑轮，认识定滑轮、动滑轮和滑轮组的特点，知道定滑轮和动滑轮在生产实际中的应用。7.会安装滑轮组，并能根据滑轮组的结构，判断拉力大小和物重的关系。8.知道有用功、额外功和总功，了解机械效率是衡量机械性能的重要指标。9.了解轮轴、斜面等其他简单机械的工作原理，知道它们在生活中的应用，构建完整的简单机械知识体系。10.知道机械效率总小于100%的原因，能进行机械效率的简单计算；知道影响机械效率的因素，了解提高机械效率的常用方法。单元学习重难点1.重点：会画杠杆的力臂；通过科学探究得出杠杆的平衡条件；

杠杆平衡条件及其应用；能对杠杆进行分类；知道定滑轮、动滑轮和滑轮组的构造及其特点。理解机械效率；能设计实验，测定某种简单机械的机械效率。

有用功、额外功、总功的区分与机械效率的计算。2.难点：能从常见的工具和简单机械中识别出杠杆；理解力臂的概念；探究杠杆的平衡条件的实验设计和数据处理；

杠杆平衡条件的灵活应用。滑轮组绳子段数的判断及受力分析

；知道滑轮组机械效率的高低与物体重力的大小有关；能利用机械效率的公式进行简单的计算；简单机械的综合应用分析。1.本章思维导图2.各节知识清单3.题型剖析及针对训练4.课堂巩固5.课堂总结

学习内容第十二章

简单机械一、本章思维导图第十二章

简单机械二、各节知识清单第十二章

简单机械

第1节

杠杆一、杠杆1．杠杆的概念：:在

的作用下，能绕

转动的硬棒，叫做杠杆。2．杠杆的五要素：用木棍撬石头，撬棍就是杠杆，杠杆是一种常用的简单机械，由五个要素组成:（1）支点（O）：杠杆绕着转动的

。。（2）动力F1)：使杠杆

的力。（3）阻力(F2)：

杠杆转动的力F2。（4）动力臂(l1)：支点到动力

的距离L1。（5）阻力臂(l2)：支点到阻力

的距离L2。力固定点固定点转动阻碍作用线作用线

第1节

杠杆一、杠杆3.杠杆概念的理解：(1)杠杆可以是直的，也可以是

的，但它是一根硬棒.(2)支点一定在杠杆上。当杠杆转动时，支点是相对

的。动力、阻力都是

受的力。动力和阻力可以在支点两侧，也可在支点同侧。动力和阻力的方向不一定相反，但动力和阻力使杠杆转动的方向一定是

的。(3)力臂是可以在杠杆上，也可以不在

上。力臂包含了力的作用点和力的

两个要素。弯固定杠杆杠杆相反方向

第1节

杠杆一、杠杆4.力臂的画法(1)一找点：先确定杠杆的

Ｏ和动力、阻力的方向。(2)二画线：画出动力和阻力的

，必要时用虚线将力的作用线延长．(3)三作垂线段：从支点向作用线作

线，垂线段即为动力臂或阻力臂．(4)四用括号来体现：最后用大括号或箭头勾出力臂，并在旁边写上字母l1或l2.支点作用线垂二、杠杆的平衡条件1.杠杆平衡状态：杠杆

或

转动（可以倾斜平衡）。2.实验：探究杠杆的平衡条件

第1节

杠杆杠杆、钩码、弹簧测力计、铁架台实验器材:测量的物理量:动力F1、阻力F2、动力臂L1、阻力臂L2(1)调节杠杆两端的螺母，使杠杆在水平平位置平衡。(①怎么调？②调到水平平衡的目的是什么？)实验步骤：(①左偏右调，右偏左调②使杠杆在水平位置平衡的原因有两个：一是消除杠杆自身重力对杠杆平衡的影响；二是可直接从杠杆上读出力臂的大小)静止匀速二、杠杆的平衡条件2.实验：探究杠杆的平衡条件(2)

在杠杆两边挂上不同数量的钩码，调节位置，使杠杆重新平衡。（此时可以调平衡螺母吗？）（3）改变钩码的个数和位置，再做二次。（为什么要进行多次实验？）实验结论：动力×动力臂＝阻力×阻力臂（此时不能再调平衡螺母）（避免偶然性，找出普遍规律）（F1·L1=F2·L2)

第1节

杠杆

第1节

杠杆三、杠杆的分类1.省力杠杆(1)特点：动力臂______阻力臂，平衡时动力______阻力。用较小的动力就可以克服较大的阻力。

(2)常见的省力杠杆：瓶盖起子、羊角锤起钉子、独轮车、钳子等。2.费力杠杆(1)特点：动力臂______阻力臂，平衡时动力______阻力。动力作用点移动较小的距离就可以使阻力作用点移动较大的距离。大于小于大于小于（L1>L2，

F1<F2）（L1<L2，F1

>F2）

第1节

杠杆三、杠杆的分类2.费力杠杆(2)常见的费力杠杆：镊子、缝纫机脚踏板、钓鱼竿、筷子夹菜、皮划艇的桨、扫帚扫地等。3.等臂杠杆(1)特点：动力臂______阻力臂，平衡时动力______阻力。这样的杠杆既不省力也不费力。(2)常见的等臂杠杆：天平、定滑轮。等于等于（L1=L2，

F1=F2）

第2节

滑轮一、认识滑轮1.滑轮是一个周边有槽，能绕轴转动的小轮。2.滑轮有两种基本的使用方法：

滑轮和

滑轮定滑轮动滑轮定动

第2节

滑轮二、定滑轮1.定滑轮：使用滑轮时，轴固定不动的滑轮。2.使用定滑轮时的特点：轮不省力，不省距离，但可以改变力的方向。(1)力的关系：F

G，不省力

。(2)施力的方向：

。(3)绳端移动距离S与物体上升高度h的关系：S

h。窗帘盒上有一个滑轮旗杆的顶端有一个滑轮定滑轮=改变=

第2节

滑轮3.定滑轮的实质：是等臂杠杆。(1)支点在轴心O处;拉力F1是动力,重物的拉力是阻力F2；两个力臂L1、L2都等于轮

。(2)根据杠杆的平衡条件：F1.L1=F2.L2L1＝

L2

；F1＝F2＝G（不计摩擦）改变拉力方向，还是等臂杠杆，所以使用定滑轮，无论拉力方向怎么样：F

G绳子自由端移动的距离S和物体升高的高度h相等：S绳

h物半径==

第2节

滑轮三、动滑轮1.动滑轮：使用滑轮时，物体和滑轮一起被提高。动滑轮电动起重机的动滑轮2.使用动滑轮时的特点：(1)使用动滑轮能省一半的力:F=

G。但要多移动一倍的

，且不能改变动力的

。(2)绳端移动距离S=

。距离方向2h三、动滑轮3.动滑轮的实质：动滑轮的实质是一个动力臂是阻力臂

的杠杆：支点在绳和轮相切的O处;拉力F1是动力,重物的拉力是阻力F2；动力臂L1是轮直径、动力臂L2是轮半径。根据杠杆的平衡条件：F1.L1=F2.L2L1＝

2L2

；F1＝F2＝

G（不计摩擦和动滑轮重）绳子自由端移动的距离S和物体升高的高度h：S绳

2h物

第2节

滑轮二倍=四、滑轮组1.滑轮组：将定滑轮和动滑轮组合在一起就组成了滑轮组。2.使用滑轮组的特点：（1）拉力F的大小与吊起动滑轮的绳子段数n

有关。动滑轮被几段绳子吊起，所用的力就是物重的几分之一。即:

(2)拉力F(绳子自由端)移动距离s

是物体上升高度h的n

倍，即:

s=

.(3)绳子自由端的速度与被物体的速度的关系：V绳=n.

。

第2节

滑轮F=

G

不计动滑轮重、绳重和摩擦：①

F=（G+G动）1n不计绳重和摩擦但考虑滑轮重：②nhV物n:承担重的绳子段数.S:绳子末端移动的距离.3.在不计绳重、摩擦及动滑轮自重时，判断以下滑轮组的省力和绳子末端移动的距离：n=2S=2hn=3S=3h

第2节

滑轮确定承担物重绳子的段数n的方法：在动滑轮和定滑轮之间画一条虚线，将它们分开，有几段绳子绕在动滑轮上，段数就是几．

除了杠杆和滑轮，简单机械家族中还有轮轴、斜面、螺旋等。五.轮轴和斜面1.轮轴(1)轮轴：由两个半径不等的圆柱固定在同一轴线上组成，大的称为

，小的称为

。(2)轮轴的实质：轮轴实质可看做是一个可以连续转动的

.如图所示：轮轴作为杠杆的支点在轴心0，轮半径R是动力臂，轴半径r阻力臂.

第2节

滑轮轮轴杠杆五.轮轴和斜面1.轮轴(3)轮轴的原理：根据杠杆的平衡条件：F1·R=F2

·r由F2=G得：F1·R=G·r因为：R>r所以：F1

G当动力作用在轮上时，轮轴是一个

杠杆，但费距离。

第2节

滑轮各种轮轴<省力五.轮轴和斜面2.斜面(1)斜面：是一个与水平面成一定夹角的的倾斜平面。(2)使用斜面可以

。通过斜面将一个大箱子推进车厢，通常要比把箱子直接从地面搬到车厢省劲多了斜面可以省力。徒手搬运利用斜面搬运

第2节

滑轮省力五.轮轴和斜面2.斜面(3)斜面的原理如图所示：把重为G的物体，沿着长为L，高为h的斜面，用大小为F的力推上去的过程中：根据功的原理,如果不计斜面和物体的摩擦：

Gh

FL

F=

。

如果不计摩擦，斜面长是斜面高的几倍，拉力就是物体重力的

之一。斜面是一种省力的机械

第2节

滑轮盘山公路=Gh/L几分螺旋——特殊的斜面螺旋可以看做是绕在圆柱上的斜面。螺丝钉较容易被旋进木板,螺旋千斤顶能轻松把汽车顶起来,都是利用

的原理.除了省力,还可以将旋转运动与沿轴向运动进行互相转化。

螺杆木螺丝千斤顶把三角形的纸片绕在铅笔上,你可以体会到斜面变形成为螺旋的过程

第2节

滑轮斜面一、有用功、额外功、总功1.有用功(W有用）：使用机械时，人们必须做的对目的有用的功.（W有用＝

（提升重物）=

（水平滑轮组，f为物体受的摩擦力）。=W总－W额=ηW总、

斜面：W有用=Gh）

2.额外功(W额外)

:人们并不需要，但为了达到目的又不得不做的功。若用滑轮组提升钩码，不得不克服动滑轮本身所受的

以及

力等因素的影响而多做一些功，3.总功（W总）：有用功跟额外功的

叫总功。（使用机械时。动力所做的功）。W总=

。

第3节

机械效率Ghf·s物重力摩擦总和W有+W额二、机械效率1.定义：有用功跟总功的比值叫做机械效率。2.公式：3.意义：表示机械做功时，

在总功中所占的比例，是机械性能的重要指标。4.因为W有用<W总

，所以，

η

1。机械效率一般用百分数表示，没有单位6.怎样才能提高机械的效率:

减少额外功改进结构，使其合理、轻巧经常保养、定时润滑，减小摩擦

第3节

机械效率<有用功二、机械效率实验：测量滑轮组机械效率实验原理：

。实验器材：刻度尺、弹簧测力计、钩码、铁架台、“一定一动”的滑轮组、“二定二动”的滑轮组和长约2m的细绳．测量的物理量：G----物体的重力

h----物体升高的高度

F----绳子自由端的拉力

s----绳子自由端移动的距离实验步骤：1.测出钩码的重力G，并记录表中。2.先后按如图所示的三种情况，将实验器材安装好。

第3节

机械效率二、机械效率实验：测量滑轮组机械效率实验步骤：3.匀速拉动弹簧测力计，使钩码G匀速上升，读出弹簧测力计所示拉力F的值，从刻度尺读出钩码升高的距离h和绳子自由端移动的距离S，记录数据在表格中。实验记录表：滑轮组钩码重/N钩码上升高度/m有用功/J弹簧测力计示数/N绳子自由端移动距离/m总功/J机械效率（a）10.10.10.40.30.1283%（b）10.10.10.30.50.1567%（c）1.50.10.150.40.50.2075%（要竖直向上，匀速提升钩码）

第3节

机械效率实验结论(1)

：同一个滑轮组，提起的物体越重，机械效率越高。影响滑轮组机械效率的因素：(2)

重：提起的物重一样，动滑轮越重，机械效率越低。(3)

（轮与轴及轮与绳之间）、绳重。减小摩擦可以减少额外功，提高机械效率。如：加强机械运动部位的润滑、采用轻质细绳

第3节

机械效率物重动滑轮摩擦影响因素分析改进措施（提高效率）被提升物体的重力同一个滑轮组，被提升物体的重力越大，做的有用功越多，机械效率越大尽可能增加被提升物体的重力动滑轮的自重有用功不变时，减小提升动滑轮时做的额外功，可提高机械效率改进滑轮结构，减轻滑轮自重滑轮组自身部件的摩擦机械自身部件的摩擦力越大，机械效率越低对机械进行保养，保持良好的润滑，减小摩擦影响滑轮组机械效率的因素和改进措施

第3节

机械效率实验：

测量斜面的机械效率

实验原理：

1.测量木块的重力，记录数据；3.改变斜面的倾斜程度，重复步2。2.把木块用弹簧测力计沿斜面

向上拉；分别记录拉力F、小车沿斜面移动的距离S、木块上升的高度h。实验步骤：4.斜面倾斜程度不变，在斜面上分别铺白布、毛巾.重复步2。

第3节

机械效率匀速斜面的倾斜程度木块重G/N斜面高度h/m沿斜面拉力F/N斜面长s/m有用功W有/J(Gh)总功W总/J(Fs)机械效率η较缓较陡最陡

0.061.71.71.70.10.140.40.50.60.820.820.820.10.170.240.330.410.4930％41％49％机械效率与倾斜程度的关系斜面的粗糙程度一定，倾斜程度

，机械效率越高。

实验记录：

实验结论：越大

第3节

机械效率机械效率与斜面粗糙程度的关系斜面材料小车重力G/N斜面高度h/m拉力F/N斜面长s/m有用功W有/J总功W总/J机械效率木板20.10.80.820.20.6630.3％棉布20.11.20.820.20.9820.4％毛巾20.11.60.820.21.3215.2％斜面的倾斜程度一定，斜面越光滑，机械效率

。

实验记录：

实验结论：越高

第3节

机械效率三、题型剖析及针对训练第十二章

简单机械题型一：杠杆作图题杠杆作图题常见题型：1.

画出动力臂、阻力臂；2.

画出最小动力；3.

补充杠杆缺失的力。◆

画力臂三步法①找支点：固定不动的点O；②延力线：双向延长动力、阻力的作用线（虚线）；③作垂线：从支点向力的作用线作垂直虚线，标注垂直符号、对应力臂。◆

最小动力解题技巧：

杠杆上离支点最远的点为最大力臂端点，连接支点与端点，即为最大动力臂；过该端点作力臂的垂线，方向根据杠杆转动趋势判断，此时动力最小。题型一：杠杆作图题【例1】如图甲所示，人们用盘子夹可以既方便又安全的取出蒸食物的盘子。盘子夹的一侧可简化为图乙所示的杠杆，O为支点。请在图乙中画出作用在A点的最小动力F1及其力臂l1。【答案】【解析】由杠杆平衡条件可知，在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长，动力越小；图中支点在O点，因此OA作为动力臂最长，过A点垂直于OA向下作出最小动力示意图.题型一：杠杆作图题【针对训练1】如图（a），拉行李箱时，可将行李箱视为杠杆，图（b）是其简化图，O为支点，A为行李箱的重心。请在图（b）中画出重力的示意图以及拉力F的力臂L。【解析】重力的方向是竖直向下的，从物体重心A画一条带箭头的竖直向下的有向线段，用G表示，支点在O处，反向延长力F的作用线，从支点O做F的垂线，该垂线段为动力F的力臂L。【答案】应用杠杆缺点杠杆优点杠杆特点杠杆类型等臂杠杆费力杠杆省力杠杆l1>l2，F1<F2(动力<阻力)l1<l2，F1>F2(动力>阻力)l1=l2，F1=F2(动力=阻力)省力省距离既不省力也不省距离费距离费力杠杆分类题的解题步骤：1.找支点：即固定不动的点；2.找力臂：找出动力臂和阻力臂；3.判断类型：根据动力臂和阻力臂的大小关系来判断杠杆的类型．题型二：杠杆类型的判断【例2】2023年9月24日，中国组合邹佳琪/邱秀萍在赛艇女子轻量级双人双桨决赛中夺冠，斩获杭州亚运会首金。如图所示，赛艇的桨可视为杠杆，下列工具正常使用时，与桨属于同类杠杆的是（）A．筷子B．瓶起子C．核桃夹D．榨汁器题型二：杠杆类型的判断题型二：杠杆类型的判断【答案】A【解析】桨的动力臂小于阻力臂，是费力杠杆。A．筷子的动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故A符合题意；BCD．瓶起子、核桃夹、榨汁器的动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故BCD不符合题意。故选A。【针对训练2】筷子发源于中国，是华夏饮食文化的标志之一，如图所示，使用筷子时虽然费力但省距离，下列工具在使用中也能省距离的是（

）

题型二：杠杆类型的判断【答案】C【解析】A．用托盘天平称量质量的过程中，动力臂等于阻力臂，属于等臂杠杆，不能省距离，故A不符合题意；B．用核桃夹夹核桃的过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，费距离，故B不符合题意；C．用食品夹夹鸡蛋的过程中，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，省距离，故C符合题意；D．用撬棒撬物体的过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，费距离，故D不符合题意。

故选C。题型二：杠杆类型的判断题型三：杠杆平衡条件的应用1.杠杆平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂（F1·L1=F2·L2）2.找支点

定两力

画力臂

套公式。3.

静态杠杆受力计算：已知三个物理量，求剩余一个力或力臂；判断增减钩码、改变力的大小后杠杆是否平衡.4.动态杠杆分析题：杠杆转动、力的方向改变、物体升降过程中，判断动力、动力臂的大小变化.先确定不变量（支点、阻力、阻力臂），再分析变化量（动力臂、动力），结合公式判断力的变化。题型三：杠杆平衡条件的应用【例3】杆秤是一种中国传统的称量工具，凝聚着中国人民的智慧。如图所示，O为杆秤提纽，OA=8cm，秤砣质量m=0.2kg，不挂重物和秤砣时，手提提纽，杆秤可水平平衡。用它称鱼，当秤砣置于B点时，杆秤再次水平平衡，此时测得OB=32cm，则鱼的质量为（）A．1.0kgB．0.8kgC．0.6kgD．0.4kg题型三：杠杆平衡条件的应用【答案】B【解析】杆秤是一只杠杆，O是支点，当杆秤在水平位置平衡时，根据杠杆的平衡条件可得G鱼﹒OA=G秤砣﹒OB，则鱼受到的重力：鱼的质量为：故B符合题意，ACD不符合题意。故选B。题型三：杠杆平衡条件的应用【针对训练3】如图所示，探究杠杆的平衡条件，调节杠杆水平平衡后，在杠杆的左边20cm处挂2个钩码，在杠杆的右边10cm处用弹簧测力计竖直向下拉，使杠杆在水平位置重新平衡，此时测力计的示数为

N；若测力计沿图中虚线方向向下拉，使杠杆在水平位置重新平衡，则测力计示数会

（选填“变大”“变小”或“不变”），原因是

。【答案】

（1）

2

；

（2）变大；

（3）测力计的拉力的力臂变小【解析】[1]此时测力计的分度值为0.1N，示数为2N。[2][3]若测力计沿图中虚线方向向下拉，使杠杆在水平位置重新平衡，此时测力计的拉力的力臂变小，钩码对杠杆的拉力及其力臂不变，由杠杆平衡条件得，测力计示数会变大。题型三：杠杆平衡条件的应用机械效率的相关计算公式题型四：机械效率的相关计算题型四：机械效率的相关计算第一步：审题1.

判断机械类型：竖直/水平滑轮组、斜面、杠杆，还是综合模型；2.

圈画关键条件：是否不计绳重和摩擦、物体重力/摩擦力；3.

明确所求量：机械效率、拉力、功、功率、动滑轮重力等。u第二步：找准有用功、总功u第三步：代入公式，分步计算1.

先算已知量相关的功、力、距离；2.

再根据机械效率定义式或推导式计算所求量；【例4】如图所示，工人用动滑轮匀速提升重为400N的窗玻璃，所用的竖直拉力为250N，窗玻璃上升的高度为10m，用时50s。求：（1）所做的有用功W有；（2）工人所用拉力的功率P；（3）动滑轮的机械效率。题型四：机械效率的相关计算【答案】（1）4000J；（2）100W；（3）80%【解析】（1）利用动滑轮提升货物，做的有用功：W有=Gh=400N×10m=4000J（2）动滑轮绳端移动的距离为：s=nh=2×10m=20m则拉力做的总功：W总=Fs=250N×20m=5000J所以拉力F的功率：（3）动滑轮的机械效率：【针对训练4】如图所示，是一位同学组装的提升重物的装置。他用400N的力在30s内把重1000N的物体匀速提升6m（不计绳重及摩擦），则动滑轮的重力___________N，滑轮组的机械效率__________（保留一位小数）。题型四：机械效率的相关计算【解析】(1)由图可知，n=3,根据可知，动滑轮的重力:(2)绳子拉动的距离为:滑轮组的机械效率为:【答案】

①.200

②.83.3%题型四：机械效率的相关计算题型五：实验探究杠杆的平衡条件1.杠杆调平规则：杠杆左低右调、右低左调（实验前调平衡螺母）。2.实验前为什么调节杠杆在水平位置平衡？①便于直接从杠杆标尺上测量力臂；②消除杠杆自身重力对实验的影响。3.实验多次进行的目的？

避免实验偶然性，寻找普遍规律4.实验过程中杠杆不平衡，能否调平衡螺母？不能。实验过程中只能通过增减钩码、移动钩码位置、改变拉力大小使杠杆平衡。5.弹簧测力计倾斜拉动时，示数如何变化？为什么？示数变大。因为倾斜拉动，动力臂变小，阻力和阻力臂不变，动力变大。题型五：实验探究杠杆的平衡条件【例5】利用如图的实验装置探究“杠杆的平衡条件”

(1)实验前应先调节杠杆在水平位置平衡，这样做的目的是______________，若出现图甲所示情况，应将杠杆的螺母向________(选填“左”或“右”)调.题型五：实验探究杠杆的平衡条件(2)如图乙所示，杠杆在水平位置平衡，记录数据.根据这一次实验数据，小明立即分析得出杠杆的平衡条件，他这种做法的不足是__________.经老师提醒后，小明继续进行实验，如图乙，若将A、B两点下方挂的钩码同时朝远离支点O方向移动一小格，则杠杆________(选填“仍保持平衡”“左端下沉”或“右端下沉”).(3)如图丙所示，若不在B点挂钩码，可改用弹簧测力计在B点向下拉杠杆，当测力计从a位置转到b位置时，使杠杆仍在水平位置平衡，其示数大小将__.题型五：实验探究杠杆的平衡条件【答案】(1)便于测量力臂;右;(2)一次实验具有偶然性;左端下沉;(3)变大【解析】(1)使杠杆在水平位置平衡是为了便于直接读出力臂；杠杆不在水平位置，左端向下倾斜，则重心应向右移动，故应向右调节平衡螺母；(2)只有一次实验总结实验结论是不合理的，一次实验很具有偶然性，要多进行几次实验，避免偶然性；若A、B两点的钩码同时向远离支点的方向移动一个格，则左侧3G×3L＝9GL，右侧2G×4L＝8GL，因为9GL＞8GL杠杆不能平衡，左端下沉；(3)保持B点不变，若拉力F从a到b倾斜时，此时F的力臂变短，根据杠杆的平衡条件，力变大.【针对训练5】学习小组做“探究杠杆的平衡条件”实验。(1)安装好杠杆，发现左端低、右端高，应将平衡螺母向

调节，使之在水平位置平衡；(2)D点悬挂两个钩码。A、B、C三点分别悬挂六个、三个、两个钩码，杠杆均能在水平位置平衡，这说明杠杆平衡时，力臂越大，对应的力越

，进一步实验，可归纳得出杠杆的平衡条件是

；(3)保持D点悬挂钩码不变，在E点施加力使杠杆在水平位置平衡，为了使力最小，力的方向应

，这是因为此时

。题型五：实验探究杠杆的平衡条件题型五：实验探究杠杆的平衡条件【答案】(1)右;

(2)小;

动力×动力臂=阻力×阻力臂;(3)竖直向上;力臂最大【解析】（1）当杠杆左端低、右端高时，说明杠杆的重心偏向左端，为了使杠杆水平，需要将平衡螺母向右调节，使杠杆水平平衡。（2）[1]钩码在A、B、C三点对杠杆拉力的力臂越来越大，所需钩码数目变少，说明杠杆平衡时，力臂越大，对应的力越小。[2]进一步实验，可归纳得出杠杆平衡时动力和动力臂的乘积等于阻力和阻力臂的乘积，即杠杆平衡条件为动力×动力臂=阻力×阻力臂。（3）[1][2]加在杠杆左端的钩码阻碍杠杆顺时针转动，动力加在杠杆左端，为了使杠杆顺时针转动，拉力要向上拉动，而当拉力的方向竖直向上时，拉力的力臂最大，根据杠杆平衡条件，此时所需拉力最小。题型六：测量滑轮组的机械效率1.

组装滑轮组：遵循奇动偶定原则，绳子竖直绕制，避免歪斜。2.

拉动要求：竖直向上、缓慢匀速拉动绳子自由端，拉动过程中读数（禁止静止读数）。3.

测量记录：测量钩码重力G、钩码上升高度h、拉力F、绳端移动距离s。4.

重复实验：改变钩码重力、更换动滑轮，多次实验寻找普遍规律，避免偶然性。5.

实验结论:①当动滑轮重力一定时，提升的物体越重，滑轮组的机械效率越高；②当提升物体重力一定时，动滑轮越轻，滑轮组的机械效率越高。【例6】提高机械效率能够充分发挥机械设备的作用，一组同学在“测量滑轮组的机械效率”实验中，实验测得的数据如表所示。次数物体的重力G/N提升的高度h/m拉力F/N绳端移动的距离s/m机械效率120.110.366.7%230.11.40.371.4%340.11.80.3

440.21.80.674.1%题型六：测量滑轮组的机械效率（1）实验中应尽量竖直向上______（选填“匀速”或“加速”）拉动弹簧测力计；（2）计算出第3组实验的有用功___J，机械效率是___（结果精确到0.1%）；（3）分析比较第1、2、3次实验数据可以判定，使用同一个滑轮组提升物体时，被提升的物体越重，滑轮组的机械效率______（选填“越高”或“越低”或“不变”）；分析比较第3、4次实验数据可得，机械效率与物体上升的高度______（选填“有关”或“无关”）。题型六：测量滑轮组的机械效率【答案】（1）匀速

（2）0.4

74.1%

（3）越高

无关【解析】（1）实验中应沿竖直方向向上匀速拉动弹簧测力计，使测力计示数比较稳定，便于读数。（2）由表格中数据可知，第3组实验的有用功为W有=Gh=4N×0.1m=0.4J，总功为W总=Fs=1.8N×0.3m=0.54J，机械效率是:（3）分析比较第1、2、3次实验数据可知，使用同一个滑轮组提升物体，被提升的物体越重，有用功在总功中所占的比例越大，滑轮组的机械效率就越高；分析比较第3、4次实验数据可知，同一滑轮组，在物重相同时，物体上升的高度不同，机械效率相同，说明机械效率与物体上升的高度无关。题型六：测量滑轮组的机械效率【针对训练6】小丽用图甲所示的装置，测量滑轮组的机械效率。根据所学知识回答下列问题。实验次数钩码重力G/N钩码上升的高度h/cm绳子自由端的拉力F/N绳子自由端移动的距离s/cm机械效率1130.5①66.7%2351.41571.4%3692.527②题型六：测量滑轮组的机械效率(1)实验时应该竖直向上

（选填“匀速”或“变速”）拉动弹簧测力计；(2)她按照正确步骤进行了3次实验，记录数据如表格所示。第1次实验中，绳子自由端移动的距离①为

；第3次实验中，机械效率②为

；(3)她将图甲装置改接为图乙装置，提升相同钩码，得出图乙装置更

。（选填“省力”或“费力”）题型六：测量滑轮组的机械效率【答案】(1)匀速

(2)9

80.0%

(3)费力【解析】（1）在实验中，应尽量竖直向上匀速拉动弹簧测力计，此时处于平衡状态，受到的拉力等于测力计示数。（2）[1]第1次实验中，根据得到滑轮组的动滑轮绕绳子的段数:绳子自由端移动的距离s1=n1h1=3×3cm=9cm[2]第3次实验中，机械效率:（3）承担物重的绳子段数越多，越省力，将图甲装置改接为图乙装置，提升相同钩码，滑轮组的动滑轮绕绳子的段数由3段变成2段，图乙装置更费力。题型六：测量滑轮组的机械效率四、课堂巩固第十二章

简单机械1．使用各种简单机械，可以使我们的工作和生活更省力、更方便。下列工具中属于省力杠杆的是（）B．托盘天平D．镊子A．筷子C．钳子

四、课堂巩固【答案】C【解析】A．在使用筷子时，支点在筷子的上端，动力作用点在筷子中部，阻力作用点在筷子的下端夹取物体的位置。动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故A不符合题意；B．托盘天平在使用过程中，动力臂等于阻力臂，是等臂杠杆，故B不合题意；C．使用钳子时，支点在钳子的转轴处，动力作用在钳子的手柄上，阻力作用在钳口夹物体的位置。动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故C符合题意；D．使用镊子时，支点在镊子的上端，动力作用点在镊子的中部，阻力作用点在镊子的下端夹取物体的位置。此时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故D不符合题意。

四、课堂巩固2.高高的旗杆矗立在操场上。旗手缓缓向下拉绳子，旗子就会徐徐上升。这是因为旗杆顶部有一个滑轮，关于该滑轮的说法正确的是（）A.它是动滑轮B.利用它可以省力C.利用它可以省距离D.利用它可以改变力的方向【答案】D【解析】旗杆顶部滑轮的轴固定不动，是一个定滑轮；升旗仪式上，旗手缓缓向下拉动绳子，旗子就会徐徐上升，这是因为用定滑轮可以改变力的方向。定滑轮不省力也不省距离。故选D。

四、课堂巩固3．如图所示用不同方向的拉力F1、F2、F3匀速拉动重力为G的物体时，下列说法正确的是（）A．F1=F2=F3

B．F2>GC．F1和F2是一对平衡力

D．F2和G是一对平衡力

四、课堂巩固【解析】A．图示是定滑轮，定滑轮相当于等臂杠杆，滑轮的轴为支点，轴到轮边缘的距离为力臂，提升的物体重力不变，阻力及阻力臂不变，动力臂不变，则向各方向的拉力相等，故A正确；B．在忽略绳重和摩擦时，F2=G，不忽略绳重和摩擦时，F2>G，故B错误；C．F1和F2的方向不相反，不是一对平衡力，故C错误；D．F2和G的方向不相反，不是一对平衡力，故D错误。故选A。【答案】A

四、课堂巩固4．为了响应国家体重管理年的号召，小明为家人制作了如图所示的简易拉力器，关于图中的滑轮分析正确的是（）A．是定滑轮，可以省力B．是动滑轮，可以省力C．是定滑轮，可以改变力的方向D．是动滑轮，可以改变力的方向

四、课堂巩固【解析】在使用时，轴的位置固定不动的滑轮叫做定滑轮。图中的滑轮在使用时轴固定不动，为定滑轮，定滑轮不能省力，但是可以改变力的方向，动滑轮可以省力，但是不能改变力的方向，故ABD错误，C正确。故选C。【答案】C

四、课堂巩固5．骨骼、肌肉和关节等构成了人体的运动系统，人体中最基本的运动大多是由肌肉牵引骨骼绕关节转动产生的。下列关于人体中的杠杆说法正确的是（）A．图甲：手托重物时，可视为省力杠杆B．图甲：手托重物时，肱二头肌对前臂的牵引力是阻力C．图乙：踮脚时，可视为费力杠杆D．图乙：向上踮脚的过程中，腓肠肌对足部骨骼的牵引力是动力

四、课堂巩固

【解析】A．图甲：手托重物时，动力臂小于阻力臂，可视为费力杠杆，故A错误；B．根据杠杆五要素可知，图甲：手托重物时，肱二头肌对前臂的牵引力是动力，故B错误；C．图乙：踮脚时，动力臂变短，但是动力臂仍然大于阻力臂，可视为省力杠杆，故C错误；D．根据杠杆五要素可知，图乙：向上踮脚的过程中，腓肠肌对足部骨骼的牵引力是动力，故D正确。故选D。【答案】D

四、课堂巩固6.一轻质不等臂杠杆AOB的左右两端分别吊着一实心铝块和铜块，此时杠杆在水平位置平衡。现将铝块、铜块同时浸没在水中，如图所示。已知：ρ水=1×103kg/m3，ρ铝=2.7×103kg/m3，ρ铜=8.9×103kg/m3，则下列判断正确的是（

）A．A端下降

B．B端下降C．仍然平衡

D．无法判断

四、课堂巩固【解析】在轻质不等臂杠杆AOB两端吊上实心铝块和铜块时，杠杆在水平位置平衡，由图知OB<OA，据杠杆的平衡条件得：G铝⋅OA=G铜⋅OB即：ρ铝V铝g⋅OA=ρ铜V铜g⋅OB。而ρ铝<ρ铜，所以：V铝g>V铜g将铝块和铜块同时浸没在水中后，杠杆左、右两边有：（G铝-F浮）⋅OA，（G铜-F浮＇）⋅OB即：（ρ铝V铝g-ρ水V铝g）⋅OA，（ρ铜V铜g-ρ铜V铜g）⋅OB那么：ρ铝V铝g⋅OA

-ρ水V铝g⋅OA<ρ铜V铜g⋅OB

-ρ铜V铜g⋅OB所以B端下沉。故ACD错误，B正确。【答案】B

四、课堂巩固7.如图为载有重物的家用“L”形小车的示意图，在挡板顶端对挡板施加一个始终垂直挡板的力F，使小车绕o点慢慢转动到图中虚线位置，忽略小车受到的重力，此过程中力F的大小（）A.一直减小B.一直增大C.先减小后增大D.先增大后减小

四、课堂巩固【解析】以O点为支点，重物对小车的拉力为阻力，阻力大小等于重物的重力，在转动过程中阻力大小不变；阻力臂是支点O到阻力作用线的垂直距离，随着小车绕O点转动，阻力臂逐渐变小。力F为动力，动力臂是支点O到动力F作用线的垂直距离，由于F始终垂直挡板，动力臂大小始终等于挡板的长度，保持不变。根据杠杆平衡条件“动力×动力臂=阻力×阻力臂”，动力臂和阻力大小不变，阻力臂变小，所以动力F的大小一直减小。故BCD不符合题意，A符合题意。故选A。【答案】A

四、课堂巩固8.在有着“世界工厂”之称的东莞，车间工人们用如图所示的滑轮组把重物提起2m的高度，下列关于这个滑轮组工作的说法中，正确的是（

）A．绳子自由端被拉下了10m

B．这个滑轮组能省距离C．这个滑轮组能省力

D．这个滑轮组能省功

四、课堂巩固【解析】A选项中，滑轮组有2段绳子承担重，h=2m时，绳子自由端被拉下了s=4m,所以A选项是错误的；B选项中，这个滑轮组有2段绳子承担重，所以能省力，但是费距离。所以B选项是错误的;C选项中,

这个滑轮组有2段绳子承担重.动力

，所以能省力。所以C选项是正确的。应选C；D选项中，任何机械都不省功。所以D选项是错误的【答案】C

四、课堂巩固9．如图所示，小明利用动滑轮匀速提升木箱。以下做法可以提高动滑轮机械效率的是（）A．适当增加木箱重力B．增大木箱上升高度C．增大提升木箱的速度D．换用质量更大的动滑轮

四、课堂巩固【解析】A．额外功不变，如果增加木箱重力，有用功会增大，有用功在总功中所占的比例将增大，机械效率会增大，故A符合题意；BC．动滑轮机械效率的高低与木箱上升的高度和上升的速度无关，故BC不符合题意；D．换用质量更大的动滑轮，额外功增加，有用功在总功中所占的比例将减小，机械效率降低，故D不符合题意。故选A。【答案】A

四、课堂巩固10.如图所示，用滑轮组匀速提升重为200N的物体，拉力F为125N，物体升高的高度为4m，不计绳重和摩擦，则在此过程中，下列说法中正确的是（）A.总功为800JB.动滑轮重为5NC.绳端移动的距离为4mD.滑轮组的机械效率为80%

四、课堂巩固【解析】AC．由图可知，滑轮组的动滑轮绕2段绳，绳子自由端移动的距离:s=2h=2×4m=8m.总功W总=Fs=125N×8m=1000J故A正确，C错误；B．不计绳重和摩擦，动滑轮重为:G动=2F-G=2×125N-200N=50N,故B错误；D．有用功W有=Gh=200N×4m=800J滑轮组的机械效率为

故D正确。故选D。【答案】D

四、课堂巩固11.如图所示，利用滑轮组在4s内将一重为9N的物体匀速向上提升了10cm，拉力为4N，不计一切摩擦和绳重，（g取10N/kg）。下列说法正确的是（）A.动滑轮重力为5NB.滑轮组的机械效率为75％C.拉力所做的功为0.4JD.拉力的功率为0.4W

四、课堂巩固C．物体向上移动了10cm，拉力做的功为：【答案】B【解析】A．三股绳子与动滑轮接触，作用在绳子自由端的拉力为4N，则对动滑轮和物体的总拉力为：4N×3=12N；物体重9N，则动滑轮重：12N－9N=3N；A选项错误，不符合题意B．滑轮组的机械效率为：,B选项正确，符合题意.D．拉力的功率为：

；D选项错误，不符合题意.C选项错误，不符合题意

故选B。

四、课堂巩固12．小宏给爷爷剪指甲时发现，指甲剪磨甲片表面有粗糙的条纹，这是为了增大

力；指甲剪的结构简图如图所示，其中OBD为

（选填“省力”或“费力”）杠杆。【答案】摩擦

费力【解析】[1]指甲剪磨甲片表面有粗糙的条纹，这是为了在压力一定时，增大指甲刀和指甲的摩擦力。[2]指甲剪的结构简图如图所示，杠杆OBD的支点为O点，B点位动力的作用点，D点为阻力作用点，使用时动力臂小于阻力臂，为费力杠杆。

四、课堂巩固13.如图甲所示，用核桃钳夹核桃时，用力握紧手柄即可夹碎核桃。将上部的手柄ABC简化为如图乙所示的杠杆，若F1=20N，l1=10cm，l2=4cm，忽略杠杆自身的重力，则F2的大小为

N。【答案】50【解析】根据杠杆平衡的条件F1l1=F2l2，则F2的大小为:

四、课堂巩固14.人体中有很多结构可简化为杠杆。如图，手提起物体时，桡骨在肱二头肌的收缩牵引下绕肘关节转动，这是一种

杠杆，此过程中肱二头肌收缩的距离

（填“大于”“等于”或“小于”）手移动的距离。【解析】[1]桡骨在肱二头肌的收缩牵引下绕肘关节转动，该杠杆以肘关节为支点，肱二头肌对桡骨的拉力为动力，物体对手的压力为阻力，由图可知，动力臂小于阻力臂，则这是费力杠杆。[2]费力杠杆省距离，则此过程中肱二头肌收缩的距离小于手移动的距离。【答案】

费力

小于

四、课堂巩固15.如图是兄弟二人抬水的场景。扁担相当于杠杆，若以哥哥的肩为支点，弟弟对扁担的作用力是动力，哥哥将水桶悬挂点向自己移动一段距离，动力臂

，阻力臂

，弟弟对扁担的作用力

。（填变化情况）

四、课堂巩固【答案】不变

变小

变小【解析】[1][2]支点到力的作用线的距离叫力臂。以哥哥的肩为支点，哥哥将水桶悬挂点向自己移动一段距离，弟弟到哥哥的距离不变，则动力臂不变；水桶到哥哥的距离变小，则阻力臂变小。[3]根据杠杆的平衡条件F1.L1=F2.L2,可知，动力臂及阻力不变（水桶对扁担的拉力不变），阻力臂变小，则动力会变小，即弟弟对扁担的作用力变小。

四、课堂巩固16.如图所示，轻质杠杆OA的中点悬挂一重物，在A端施加竖直向上的力F，杠杆在水平位置平衡。若保持杠杆位置不变，将力F顺时针从AB方向转动到AC方向，则该过程中力F的大小

（选填“变大”“变小”或“不变”，下同），力F与其力臂的乘积

。作出AC方向上的力F对应的力臂l

。

四、课堂巩固【答案】变大

不变

如图所示

/【解析】[1][2]由图可知，杠杆在水平位置平衡时，重物对杠杠的拉力为阻力，OA中点到O点的距离为阻力臂。当力F从AB方向（竖直向上，此时动力臂为OA的长度）顺时针转动到AC方向时，动力臂逐渐变小。由杠杆平衡条件F1.L1=F2.L2,可知，阻力和阻力臂不变，动力臂变小，则力F变大；阻力和阻力臂乘积不变，力F与其力臂的乘积不变。[3]延长力F的作用线，过支点O作力F作用线的垂线段，该垂线段就是力F对应的力臂l，

四、课堂巩固17.用如图所示滑轮组将重300N的物体匀速提升1m，拉力F大小为120N，有用功为

J，滑轮组的机械效率为

。

【答案】

300

83.3%【解析】由图可知，承担重物的绳子段数n=3，所以绳子自由端通过距离为：s=3×1m=3m总功：W总=Fs=120N×3m=360J有用功为：W有=Gh=300N×1m=300J滑轮组的机械效率为：

四、课堂巩固18．如图所示，用定滑轮匀速提升重为90N的木箱，拉力大小为100N，绳端向下移动的距离为2m。则木箱上升的高度为

m，木箱的机械能变

，定滑轮的机械效率为

。

四、课堂巩固【答案】2

;

大

;

90%【解析】[1]使用定滑轮时不省距离也不费距离，绳端移动的距离等于木箱上升的高度，所以绳端向下移动的距离为2m。则木箱上升的高度为2m。[2]木箱匀速上升，质量不变，速度不变，动能不变；同时高度升高，重力势能变大，则木箱的机械能变大。[3]定滑轮的机械效率为:

四、课堂巩固

四、课堂巩固19.如图所示，重为100N的物体在水平拉力F为10N的作用下，沿水平面向左做匀速直线运动，物体受到水平地面的摩擦力是其重力的0.12倍，若物体在10s内向左移动了10m，则拉力所做的功为

J，滑轮组有用功的功率为

W。【解析】[1]由图可知动滑轮上有三段绳子，则拉力移动的距离是物体移动距离的三倍，拉力做的功为:[2]摩擦力大小为:克服摩擦力做的功为有用功，即滑轮组有用功的功率为:【答案】300

12

四、课堂巩固20.请作出杠杆上动力F的力臂l。【答案】【解析】力臂是支点到力的作用线的距离，过支点O作力F的作用线的垂线段，即为对应的力臂。作图如上：

四、课堂巩固

四、课堂巩固（2023·江苏南通·中考真题）如图，杠杆AOB保持静止，O为支点，请作出动力的力臂和阻力。【解析】阻力F2的作用点在点B，方向竖直向下；过支点O作动力F1的作用线的垂线段，即为动力F1的力臂l1，如图所示。21．图中，用直棒提升重物，画出图示位置所用